Վիրուսները (կենսաբանությունը վերծանում է այս տերմինի իմաստը հետևյալ կերպ) արտաբջջային գործակալներ են, որոնք կարող են վերարտադրվել միայն կենդանի բջիջների օգնությամբ։ Ավելին, նրանք կարողանում են վարակել ոչ միայն մարդկանց, բույսերի ու կենդանիների, այլեւ բակտերիաների։ Բակտերիալ վիրուսները կոչվում են բակտերիոֆագներ: Ոչ վաղ անցյալում հայտնաբերվեցին տեսակներ, որոնք զարմացնում են միմյանց։ Դրանք կոչվում են «արբանյակային վիրուսներ»:
Ընդհանուր առանձնահատկություններ
Վիրուսները շատ կենսաբանական ձև են, քանի որ դրանք գոյություն ունեն Երկիր մոլորակի յուրաքանչյուր էկոհամակարգում: Դրանք ուսումնասիրվում են այնպիսի գիտության կողմից, ինչպիսին է վիրուսաբանությունը՝ մանրէաբանության բաժինը։
Յուրաքանչյուր վիրուսի մասնիկ ունի մի քանի բաղադրիչ.
- գենետիկական տվյալներ (ՌՆԹ կամ ԴՆԹ);
- կապսիդ (սպիտակուցային պատյան) - կատարում է պաշտպանիչ գործառույթ;
Վիրուսներն ունեն բավականին բազմազան ձևեր՝ սկսած ամենապարզ պարույրից մինչև իկոսաեդրալ: Ստանդարտ չափերը փոքր բակտերիաների չափի մոտավորապես հարյուրերորդն են: Այնուամենայնիվ, նմուշների մեծ մասն այնքան փոքր է, որ դրանք նույնիսկ տեսանելի չեն լուսային մանրադիտակի տակ:
Իրենց բնույթով վիրուսները մակաբույծներ են և չեն կարող վերարտադրվել կենդանի բջջից դուրս: Բայց լինելըխցից դուրս դադարեք ցույց տալ կենդանի նշաններ։
Տարածվում է մի քանի եղանակով. բույսերում ապրող վիրուսները տեղափոխվում են միջատների կողմից, որոնք սնվում են խոտի հյութերով; Կենդանական վիրուսները կրում են արյուն ծծող միջատները։ Մարդկանց մեջ վիրուսները փոխանցվում են բազմաթիվ եղանակներով՝ օդակաթիլային ճանապարհով, սեռական շփման և արյան փոխներարկման միջոցով։
Ծագում
Վիրուսները (կենսաբանությունն ունի հսկայական թվով տեսակներ) ունեն ծագման մի քանի վարկած։ Այս մակաբույծները հայտնաբերվել են մոլորակի յուրաքանչյուր միլիմետրում, որտեղ կան կենդանի բջիջներ։ Հետեւաբար, նրանք գոյություն ունեն կյանքի սկզբից։
Մեր ժամանակներում կա վիրուսների ծագման երեք վարկած։
- Բջջային ծագման վարկածը նշում է, որ արտաբջջային նյութերը առաջացել են ՌՆԹ-ի բեկորներից և DCH-ներից, որոնք կարող են ազատվել ավելի մեծ օրգանիզմից:
- Ռեգեսիվ վարկածը ցույց է տալիս, որ վիրուսները փոքր բջիջներ էին, որոնք մակաբուծական էին ավելի մեծ տեսակների մեջ, բայց ժամանակի ընթացքում կորցրեցին մակաբույծների գոյության համար անհրաժեշտ գեները:
- Համաէվոլյուցիայի վարկածը ենթադրում է, որ վիրուսներն առաջացել են կենդանի բջիջների հայտնվելուն միաժամանակ, այսինքն՝ արդեն միլիարդավոր տարիներ առաջ: Իսկ դրանք առաջացել են նուկլեինաթթուների և սպիտակուցների բարդ համալիրների կառուցման արդյունքում։
Հակիրճ վիրուսների մասին (այս օրգանիզմների կենսաբանության վերաբերյալ մեր գիտելիքների բազան, ցավոք, հեռու է կատարյալ լինելուց) կարող եք կարդալ այս հոդվածում: Վերոնշյալ տեսություններից յուրաքանչյուրն ունի իր թերությունները.և չապացուցված վարկածներ։
Վիրուսները որպես կյանքի ձև
Վիրուսների կյանքի ձևի երկու սահմանում կա. Ըստ առաջինի՝ արտաբջջային նյութերը օրգանական մոլեկուլների համալիր են։ Երկրորդ սահմանումն ասում է, որ վիրուսները կյանքի հատուկ ձև են։
Վիրուսները (կենսաբանությունը ենթադրում է վիրուսների բազմաթիվ նոր տեսակների առաջացում) բնութագրվում են որպես կենդանիների սահմանին գտնվող օրգանիզմներ: Նրանք նման են կենդանի բջիջներին, քանի որ ունեն իրենց յուրահատուկ գեների հավաքածուն և զարգանում են բնական ընտրության մեթոդի հիման վրա: Նրանք կարող են նաև վերարտադրվել՝ ստեղծելով իրենցից կրկնօրինակներ։ Քանի որ վիրուսները չունեն բջջային կառուցվածք, գիտնականները դրանք չեն համարում որպես կենդանի նյութ։
Սեփական մոլեկուլները սինթեզելու համար արտաբջջային գործակալներին անհրաժեշտ է հյուրընկալող բջիջ: Սեփական նյութափոխանակության բացակայությունը թույլ չի տալիս նրանց բազմանալ առանց արտաքին օգնության։
Սակայն 2013 թվականին հրապարակվեց գիտական հոդված, որ որոշ բակտերիոֆագներ ունեն իրենց հարմարվողական իմունային համակարգը։ Եվ սա ավելի շատ ապացույց է, որ վիրուսները կյանքի ձև են։
Վիրուսների Բալթիմորի դասակարգում
Ինչ են վիրուսները, կենսաբանությունը բավական մանրամասն նկարագրում է: Դեյվիդ Բալթիմորը (Նոբելյան մրցանակակիր) մշակել է վիրուսների իր դասակարգումը, որը դեռևս հաջողված է։ Այս դասակարգումը հիմնված է այն բանի վրա, թե ինչպես է ձևավորվում mRNA:
Վիրուսները պետք է ձևավորեն mRNA իրենց սեփական գենոմներից: Այս գործընթացը անհրաժեշտ է ինքնանուկլեինաթթվի վերարտադրության ևսպիտակուցի ձևավորում.
Վիրուսների դասակարգումը (կենսաբանությունը հաշվի է առնում դրանց ծագումը), ըստ Բալթիմորի, հետևյալն է.
- Վիրուսներ երկշղթա ԴՆԹ-ով առանց ՌՆԹ փուլի: Դրանք ներառում են միմիվիրուսներ և հերպեսվիրուսներ:
- Միաշղթա ԴՆԹ դրական բևեռականությամբ (պարվովիրուսներ):
- Երկաշղթա ՌՆԹ (ռոտավիրուսներ).
- Դրական բևեռականության միաշղթա ՌՆԹ: Ներկայացուցիչներ՝ ֆլավիվիրուսներ, պիկորնավիրուսներ։
- կրկնակի կամ բացասական բևեռականությամբ միաշղթա ՌՆԹ մոլեկուլ: Օրինակներ՝ ֆիլովիրուսներ, օրթոմիկսովիրուսներ։
- Միաշղթա դրական ՌՆԹ, ինչպես նաև ԴՆԹ-ի սինթեզի առկայությունը ՌՆԹ ձևանմուշի վրա (ՄԻԱՎ):
- Կրկնաշղթա ԴՆԹ և ԴՆԹ-ի սինթեզի առկայություն ՌՆԹ կաղապարի վրա (հեպատիտ B):
Կյանքի տևողություն
Կենսաբանության մեջ վիրուսների օրինակներ հայտնաբերվում են գրեթե ամեն քայլափոխի: Բայց ամբողջ կյանքի ցիկլը գրեթե նույնն է ընթանում: Առանց բջջային կառուցվածքի, նրանք չեն կարող վերարտադրվել բաժանման միջոցով: Հետեւաբար, նրանք օգտագործում են նյութեր, որոնք գտնվում են իրենց հյուրընկալողի բջիջների ներսում: Այսպիսով, նրանք վերարտադրում են իրենց մեծ թվով օրինակներ։
Վիրուսային ցիկլը բաղկացած է մի քանի փուլերից, որոնք համընկնում են:
Առաջին փուլում վիրուսը կցվում է, այսինքն՝ ձևավորում է հատուկ կապ իր սպիտակուցների և ընդունող բջջի ընկալիչների միջև։ Հաջորդը, դուք պետք է ներթափանցեք բջջի մեջ և ձեր գենետիկ նյութը փոխանցեք դրան: Որոշ տեսակներ նույնպես հանդուրժում են սպիտակուցները: Դրանից հետո տեղի է ունենում կապսիդի կորուստ, իսկ գենոմային նուկլեինաթթունթողարկված։
Մակաբույծի բջիջ մտնելուց հետո սկսվում է վիրուսային մասնիկների հավաքումը և սպիտակուցի ձևափոխումը։ Ի վերջո, վիրուսը հեռանում է բջիջից: Նույնիսկ եթե այն շարունակի ակտիվորեն զարգանալ, այն կարող է չսպանել բջիջը, այլ շարունակել ապրել այնտեղ։
Մարդու հիվանդություններ
Կենսաբանությունը մեկնաբանում է վիրուսները որպես Երկիր մոլորակի վրա կյանքի ամենացածր դրսևորում: Սառը մարդու ամենապարզ վիրուսային հիվանդություններից է։ Այնուամենայնիվ, այս մակաբույծները կարող են նաև շատ լուրջ հիվանդություններ առաջացնել, ինչպիսիք են ՁԻԱՀ-ը կամ թռչնագրիպը:
Յուրաքանչյուր վիրուս ունի իր հյուրընկալողի վրա գործողության հատուկ մեխանիզմ: Այս գործընթացը ներառում է բջիջների լիզը, ինչը հանգեցնում է նրանց մահվան: Բազմաբջիջ օրգանիզմներում, երբ մեծ թվով բջիջներ մահանում են, ամբողջ օրգանիզմը սկսում է վատ գործել։ Շատ դեպքերում վիրուսները չեն կարող վնասել մարդու առողջությանը։ Բժշկության մեջ դա կոչվում է latency: Նման վիրուսի օրինակ է հերպեսը: Որոշ թաքնված տեսակներ կարող են օգտակար լինել: Երբեմն դրանց առկայությունը առաջացնում է իմունային պատասխան բակտերիալ պաթոգենների դեմ:
Որոշ վարակներ կարող են լինել քրոնիկ կամ ցմահ: Այսինքն՝ վիրուսը զարգանում է՝ չնայած օրգանիզմի պաշտպանիչ գործառույթներին։
Համաճարակներ
Վիրուսային համաճարակաբանությունը գիտություն է, որն ուսումնասիրում է, թե ինչպես վերահսկել վիրուսային վարակների փոխանցումը մարդկանց մեջ: Պարազիտների փոխանցումը կարող է լինել հորիզոնական, այսինքն՝ անձից մարդ; կամ ուղղահայաց՝ մորից երեխա։
Հորիզոնական հանդերձանքն ամենաշատն էմարդկության մեջ տարածված վիրուսի տարածված տեսակ։
Վիրուսի փոխանցման արագությունը կախված է մի քանի գործոններից՝ բնակչության խտությունից, թույլ իմունիտետով մարդկանց թվից, ինչպես նաև դեղամիջոցի որակից և եղանակային պայմաններից։
Մարմնի պաշտպանություն
Կենսաբանության մեջ վիրուսների տեսակները, որոնք կարող են ազդել մարդու առողջության վրա, անհամար են: Առաջին պաշտպանիչ ռեակցիան բնածին իմունիտետն է։ Այն բաղկացած է հատուկ մեխանիզմներից, որոնք ապահովում են ոչ հատուկ պաշտպանություն։ Իմունիտետի այս տեսակն ի վիճակի չէ հուսալի և երկարատև պաշտպանություն ապահովել։
Երբ ողնաշարավորները զարգացնում են ձեռքբերովի իմունիտետ, արտադրվում են հատուկ հակամարմիններ, որոնք միանում են վիրուսին և դարձնում այն անվնաս։
Սակայն, ոչ բոլոր գոյություն ունեցող վիրուսներն են ձևավորում ձեռքբերովի իմունիտետ: Օրինակ, ՄԻԱՎ-ը անընդհատ փոխում է իր ամինաթթուների հաջորդականությունը, ուստի այն խուսափում է իմունային համակարգից:
Բուժում և կանխարգելում
Կենսաբանության մեջ վիրուսները շատ տարածված երևույթ են, ուստի գիտնականները ստեղծել են հատուկ պատվաստանյութեր, որոնք պարունակում են «սպանող նյութեր» հենց վիրուսների համար: Պայքարի ամենատարածված և արդյունավետ մեթոդը պատվաստումն է, որը իմունիտետ է ստեղծում վարակների նկատմամբ, ինչպես նաև հակավիրուսային դեղամիջոցները, որոնք կարող են ընտրողաբար արգելակել վիրուսների բազմացումը։
Կենսաբանությունը նկարագրում է վիրուսները և բակտերիաները հիմնականում որպես մարդու մարմնի վնասակար բնակիչներ: Ներկայումս աշխարհում հաստատված ավելի քան երեսուն վիրուս կարող է հաղթահարվել պատվաստումների միջոցով։մարդու մարմնում և նույնիսկ ավելին` կենդանիների մարմնում:
Վիրուսային հիվանդությունների դեմ պրոֆիլակտիկ միջոցառումները պետք է իրականացվեն ժամանակին և բարձր որակով։ Դրա համար մարդկությունը պետք է վարի առողջ ապրելակերպ և ամեն կերպ փորձի բարձրացնել իմունիտետը։ Պետությունը պետք է ժամանակին կազմակերպի կարանտիններ և լավ բուժօգնություն ցուցաբերի.
Բույսերի վիրուսներ
Վիրուսների ձևերը կենսաբանությունը համարում է առավել հաճախ կլորացված և ձողաձև: Նման մակաբույծները բավականին շատ են։ Ֆերմայում դրանք հիմնականում ազդում են բերքի վրա, սակայն տնտեսապես ձեռնտու չէ դրանցից ազատվելը։ Բույսից բույս նման վիրուսները տարածվում են միջատների միջոցով։ Նման տեսակները չեն վարակում մարդկանց կամ կենդանիներին, քանի որ դրանք կարող են բազմանալ միայն բույսերի բջիջներում։
Մեր մոլորակի կանաչ ընկերները նույնպես կարող են պաշտպանվել նրանցից՝ օգտագործելով դիմադրողական գենային մեխանիզմը: Շատ հաճախ վիրուսից տուժած բույսերը սկսում են արտադրել հակավիրուսային նյութեր, ինչպիսիք են սալիցիլաթթուն կամ ազոտի օքսիդը: Վիրուսների մոլեկուլային կենսաբանությունը զբաղվում է բերրի բույսերի մակաբույծներով վարակվելու խնդրով, ինչպես նաև փոխում է դրանք քիմիապես և գենետիկորեն, ինչը նպաստում է կենսատեխնոլոգիայի հետագա զարգացմանը։
Արհեստական վիրուսներ
Կենսաբանության մեջ վիրուսների տեսակները բազմաթիվ են: Հատկապես անհրաժեշտ է հաշվի առնել այն փաստը, որ գիտնականները սովորել են արհեստական մակաբույծներ ստեղծել։ Առաջին արհեստական տեսակը ստացվել է 2002 թվականին։ Extracellular գործակալների մեծ մասի համար արհեստական գեն է ներմուծվում բջիջսկսում է դրսևորել վարակիչ հատկություններ. Այսինքն՝ դրանք պարունակում են ամբողջ տեղեկատվությունը, որն անհրաժեշտ է նոր տեսակների ձևավորման համար։ Այս տեխնոլոգիան լայնորեն օգտագործվում է հակավարակիչ պատվաստանյութեր արտադրելու համար։
Արհեստական պայմաններում վիրուսներ ստեղծելու կարողությունը կարող է բազմաթիվ հետևանքներ ունենալ: Վիրուսը չի կարող ամբողջությամբ մեռնել, քանի դեռ կան դրա նկատմամբ զգայուն մարմիններ։
Վիրուսները զենք են
Ցավոք, վարակիչ մակաբույծները կարող են ստեղծել ավերիչ համաճարակներ, ուստի դրանք կարող են օգտագործվել որպես կենսաբանական զենք: Դա հաստատում է իսպանական գրիպը, որը ստեղծվել է լաբորատորիայում։ Մեկ այլ օրինակ է ջրծաղիկը: Դրա համար արդեն պատվաստանյութ է հայտնաբերվել, սակայն, որպես կանոն, պատվաստվում են միայն բուժաշխատողները և զինվորականները, ինչը նշանակում է, որ բնակչության մնացած մասը պոտենցիալ վտանգի տակ է, եթե այս տեսակի կենսաբանական զենքը գործնականում օգտագործվի։։
Վիրուսներ և կենսոլորտ
Այս պահին արտաբջջային գործակալները կարող են «պարծենալ» Երկիր մոլորակի վրա ապրող անհատների և տեսակների ամենամեծ քանակով։ Նրանք կատարում են կարևոր գործառույթ՝ կարգավորելով կենդանի օրգանիզմների պոպուլյացիաների քանակը։ Շատ հաճախ նրանք սիմբիոզ են կազմում կենդանիների հետ։ Օրինակ՝ որոշ կրետների թույնը պարունակում է վիրուսային ծագման բաղադրիչներ։ Այնուամենայնիվ, նրանց հիմնական դերը կենսոլորտի գոյության մեջ կյանքն է ծովում և օվկիանոսում:
Մեկ թեյի գդալ ծովի աղը պարունակում է մոտավորապես մեկ միլիոն վիրուս: Նրանց հիմնական նպատակն է կարգավորել կյանքը ջրային էկոհամակարգերում։ Նրանցից շատերը բացարձակապես անվնաս են բուսական և կենդանական աշխարհի համար
Բայց սրանք բոլորը դրական հատկություններ չեն: Վիրուսները կարգավորում են ֆոտոսինթեզի գործընթացը, հետևաբար մեծացնում են թթվածնի տոկոսը մթնոլորտում։
